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CN106461406A - 车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法 - Google Patents

车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法 Download PDF

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CN106461406A
CN106461406A CN201580031057.0A CN201580031057A CN106461406A CN 106461406 A CN106461406 A CN 106461406A CN 201580031057 A CN201580031057 A CN 201580031057A CN 106461406 A CN106461406 A CN 106461406A
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Abstract

本发明提供车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法，能够执行在道路设有多条车道的前提下的处理。自动驾驶支援装置(500)具备：具有与道路的车道相关的车道信息的地图数据库(541)；确定车辆的当前位置的位置确定部(173)；基于车道信息计算行驶中的道路的每条车道的推荐度并基于计算出的推荐度选择行驶的车道的推荐车道选择部(171)。因此，能够在道路上设有多条车道的前提下来选择推荐车道。

Description

车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法
技术领域
本发明涉及车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法。
背景技术
JP特开2003－141676号公报(专利文献1)中记载有：“自动导航系统100由装载于本车辆101的导航装置110、和固定设置于管理自动行驶区间的自动行驶管理中心的管理服务器装置130构成，利用移动通信网102针对管理服务器装置130和导航装置110建立通信线路，并且通过导航装置110搜索直至目的地为止的路径，在该路径中使用自动行驶区间的至少一部分时，经由通信线路将所行驶的自动行驶区间登录到管理服务器装置130中”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2003－141676号公报
发明内容
但是，有时道路设置多条车道，但专利文献1中未考虑这一点。
本发明是为了实现上述目的而提出的，其目的在于，提供车道选择装置、车辆控制系统及车道选择方法，执行在道路设有多条车道的前提下的处理。
该说明书中包含2014年6月10日申请的日本国专利申请、特愿2014－119348的所有内容。
为了实现上述目的，提供一种车道选择装置，其特征在于，具备：存储部，其存储具有车道信息的地图数据库，所述车道信息为与道路的车道相关的信息；当前位置确定部，其确定车辆的当前位置；以及推荐车道选择部，其基于由所述当前位置确定部确定出的当前位置和所述地图数据库所具有的所述车道信息，针对所述车辆正在行驶的道路的每条车道计算表示推荐行驶的程度的推荐度，并基于算出的推荐度选择行驶的车道。
发明效果
根据本发明，能够提供车道选择装置及车道选择方法，车道选择装置及车道选择方法能够执行在道路设有多条车道的前提下的处理。
附图说明
图1是表示自动驾驶支援系统的图。
图2是自动驾驶支援系统的框图。
图3是表示自动驾驶支援装置的功能性结构的框图。
图4是表示自动驾驶支援装置的动作程序(顺序)的流程图。
图5是表示自动驾驶支援装置的动作程序的流程图。
图6是表示自动驾驶支援装置的动作程序的流程图。
图7是表示存储于地图数据库中的区域信息的一例的图。
图8是表示变更车道系数表TB的一例的图。
图9是表示可变更车道区间和不可变更车道区间的图。
图10的(A)是表示具有多条车道的道路的每个车道的链路长的图，图10的(B)是表示每条车道的预定车速的图，图10的(C)是表示变更车道系数表TB的一部分的图，图10的(D)是表示根据可变更车道区间的剩余距离求出的每条车道的推荐度的图。
图11是表示在下一分支部等正发生拥堵的情况下的不可变更车道区间的图。
图12是表示与车道ID“1”的车道和车道ID“2”的车道的可变更车道区间的剩余距离相对应的推荐度的图。
图13是表示车间距离的测量顺序的流程图。
图14是表示第一变更车道禁止距离及第二变更车道禁止距离的图。
图15是表示测量右侧车道的车间距离的顺序的流程图。
图16的(A)表示无法用雷达装置测量出与在右侧车道上行驶的正前方车辆之间的车间距离的情况，图16的(B)表示在自车道内使本车辆向右侧移动了距离X的情况。
图17是用于说明推荐度的其他计算方法的图。
具体实施方式
图1是表示本实施方式的自动驾驶支援系统1的图。
自动驾驶支援系统1是驾驶员不手动进行有关驾驶的操作，而是能实现装载有该系统的本车辆10自动行驶的系统。以下，根据自动驾驶支援系统1的功能，将本车辆10自动行驶的情况称作“自动驾驶”。
如图1所示，自动驾驶支援系统1具备自动驾驶支援装置500和多个EECU(EngineControl Unit：发动机控制单元)，将它们经由CAN(Controller Area Network：控制器局域网络)总线50相互连接起来。本实施方式中，以使用CAN总线50作为通信总线的情况为例进行说明，但车载用通信总线也可以使用LIN(Local Interconnect Network：局域互联网络)、FlexRay(注册商标)、IEEE1394、车载Ethernet(以太网，注册商标)等其他通信总线。
图2是自动驾驶支援系统1的框图。
如图2所示，自动驾驶支援系统1具备发动机ECU(电子控制单元)110、变速器ECU120、制动器ECU130、转向装置ECU140、安全带ECU150。另外，自动驾驶支援系统1具备安全气囊ECU160、车辆控制ECU200、自动驾驶支援装置500(车道选择装置)。
发动机ECU110与节气门执行机构(以下将执行机构简称为ACT)115连接。在发动机的进气管上设有电子节流阀，该电子节流阀能够通过节气门ACT115进行开闭。发动机ECU110基于从车辆控制ECU200接收到的控制信号控制节气门ACT115，驱动电子节流阀。由此，调整电子节流阀开度，以使发动机转速成为目标转速。
变速器ECU120与油压控制装置125连接。变速器ECU120基于从车辆控制ECU200接收到的控制信号控制油压控制装置125，调整向变速器供给的工作油的油压。由此，控制变速器的变速比。变速器与发动机的输出轴连结，根据本车辆10的行驶状况来切换变速比，使从发动机传递的转速或转矩变化。
制动器ECU130是对制动器装置135进行控制的ECU，基于从车辆控制ECU200接收到的控制信号控制设于本车辆10的各车轮上的制动器装置135，进行本车辆10的制动。
转向装置ECU140与对转向装置赋予辅助力的转向装置ACT145连接。转向装置ECU140基于从车辆控制ECU200接收到的控制信号控制转向装置ACT145，以输出本车辆10的转向所需的辅助转矩。
安全带ECU150与预张紧器155连接。安全带ECU150在预测到有本车辆10与障碍物碰撞的危险性的情况下，使预张紧器155动作，解除安全带的佩戴松弛，来将乘员可靠地固定在座位上。由此，能够提高乘员在发生碰撞时的安全性。
安全气囊ECU160与作为气体发生装置的气体发生器(inflator)165连接。安全气囊ECU160在通过控制部170检测到本车辆10的碰撞时，使气体发生器165动作，使安全气囊展开。
车辆控制ECU200在自动驾驶中从自动驾驶支援装置500接收自动驾驶控制信息。自动驾驶控制信息是本车辆10的出发/停止的控制信息、本车辆10的加减速的控制信息、本车辆10的转向的控制信息等与本车辆10的自动行驶相关的控制信息。车辆控制ECU200基于自动驾驶控制信息，生成控制发动机ECU110、变速器ECU120、制动器ECU130及转向装置ECU140的控制信号。车辆控制ECU200将所生成的控制信号发送给各ECU，控制各ECU。
图3是表示自动驾驶支援装置500的功能性结构的框图。
自动驾驶支援装置500是在本车辆10的自动驾驶中生成上述的自动驾驶控制信息，并将其输出至车辆控制ECU200，由此可进行自动驾驶的装置。
如图3所示，自动驾驶支援装置500具备控制部170、GPS单元512、陀螺仪单元513、CAN收发器520、无线网络控制部530。另外，自动驾驶支援装置500具备存储部540、操作部550、输出部560、通信接口570。
控制部170具备CPU、ROM、RAM、其他外围电路等，控制自动驾驶支援装置500的各部。控制部170作为功能块，具备推荐车道选择部171、自动驾驶控制部172以及位置确定部173。这些功能块的功能通过控制部170所具备的CPU读出程序并执行等硬件和软件的协作来实现。后面详述这些功能块执行的处理。
GPS单元512经由GPS天线511接收来自GPS卫星的GPS电波，根据与GPS电波重叠的GPS信号，通过运算来算出表示本车辆10的当前位置的位置坐标和行进方向。GPS单元512将算出的位置坐标和表示行进方向的信息输出至控制部170。
陀螺仪单元513具备陀螺仪传感器(未图示)，将通过陀螺仪传感器检测到的本车辆10的相对的方位信息输出向控制部170。
CAN收发器520与CAN总线50连接。CAN收发器520是CAN总线50间的接口用IC(Integrated Circuit：集成电路)。CAN收发器520将由控制部170生成的数据经由CAN总线50发送到其他ECU，并且经由CAN总线50接收从其他ECU发送来的数据并将其输出至控制部170。
无线网络控制部530具备无线天线531，经由无线天线531与通信网络连接，在与经由通信网络连接的外部服务器等其他装置之间收发数据。自动驾驶支援装置500从外部服务器等其他装置取得的各种信息中例如包含车载资讯系统(telematics)信息。
存储部540具备非易失性存储器，存储各种数据。在存储部540，除存储用于路径引导的控制程序外，还存储有地图数据库541，所述地图数据库541中存储有地图数据或供路径引导的显示图像数据等各种数据。另外，在存储部540存储有变更车道系数表TB。在后面说明地图数据库541及变更车道系数表TB。
此外，作为存储部540，可以使用硬盘装置、通过计算机可读取的软盘(FD)、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)、DVD－RAM等可移动存储介质。另外，作为存储部540，也可以使用CD－ROM(Compact Disc Read Only Memory：只读光盘)、CD－R(Recordable：刻录光盘)/CD－RW(Rewritable：可擦写光盘)、光磁盘、IC卡、SD卡等可移动存储介质。
操作部550除具备操作按钮551外，还具备与显示面板564重叠配设的触摸面板552。在用户用手指等触摸在显示面板564上显示的各种按钮显示时，操作部550向控制部170输出表示触摸面板552的被触摸的部位的信号。
输出部560具备声音输出部561、扬声器562及显示部563。声音输出部561具备未图示的D/A转换器、放大器等，将路径引导用的声音数据信号进行数字/模拟转换并通过放大器放大，之后通过扬声器562向本车辆10的车厢内进行声音输出。显示部563具备显示面板564，根据控制部170的控制，在显示面板564上显示图像。作为显示面板564，例如使用液晶显示面板或EL(Electro Luminescent：电致发光)显示面板等。
通信接口570根据控制部170的控制，按照规定的通信标准与外部设备或外部传感器进行通信。如图3所示，在通信接口570连接有车辆间通信装置310、路车间通信装置320、雷达装置(测量部、周围监视部)330、相机装置(测量部、周围监视部)340。另外，在通信接口570连接有车速传感器350、转向角传感器360、制动器传感器370、偏航率传感器380。
车辆间通信装置310在与位于本车辆10周围的周边车辆之间通过无线通信进行相互传递车辆信息的车辆间通信。车辆信息例如包含识别本车辆10及周边车辆的识别信息、本车辆10及周边车辆的位置信息、本车辆10及周边车辆的车速、本车辆10及周边车辆的行进方向等信息。车辆间通信装置310将通过车辆间通信接收到的周边车辆的车辆信息输出至自动驾驶支援装置500。
路车间通信装置320是从设置于交叉口等路侧的路侧单元(未图示)接收通过电波信标、光信标、DSRC(Dedicated Short Range Communications：专用短程通信)等短程无线通信发送的交通信息的接收机。从路侧单元向路车间通信装置320发送的交通信息中包含例如拥堵信息、信号机的信息、行人的信息等。路车间通信装置320将从路侧单元接收到的交通信息输出给自动驾驶支援装置500。
雷达装置330例如将毫米波雷达、激光雷达等的电波或超声波雷达等的声波照射到本车辆10的前方的规定范围。雷达装置330通过接收由在规定范围内存在的对象物(例如前方车辆等)反射来的反射波，检测在本车辆10的前方行驶的前方车辆的信息(以下称作前方车辆信息)。这里检测的前方车辆信息中包含例如有无前方车辆信息、至前方车辆的距离(车间距离)、角度(相对位置)、速度(相对速度)、加速度等信息。雷达装置330将检测到的前方车辆信息输出至自动驾驶支援装置500。
另外，雷达装置330也可以以能够向比本车辆10更后方的规定范围照射电波的方式装载于本车辆10上。
相机装置340具备相机(摄像头)341和图像处理部342。相机341例如配置在从车厢内的挡风玻璃上部远望车外的位置，隔着挡风玻璃拍摄车外的状况。另外，作为相机341，也可以设置拍摄本车辆10的后方的后方相机、拍摄左侧方的左方相机、拍摄右侧方的右方相机等。例如，后方相机能够以使拍摄面朝向本车辆10的后方的姿势安装于本车辆10的后端。另外，左方相机能够以使拍摄面朝向本车辆10的左方的姿势安装于左侧的后视镜附近。另外，右方相机能够以使拍摄面朝向本车辆10的右方向的方式安装于右侧的后视镜附近。进而，相机341也可以为包含能够取得从不同的两个视点拍摄同一目标物(车辆)而得到的图像的立体相机装置的结构。
相机装置340通过图像处理部342对由相机341拍摄到的图像数据进行图像处理，并向自动驾驶支援装置500输出。
车速传感器350检测本车辆10的车速，并将表示检测到的车速的检测信号输出至自动驾驶支援装置500。
转向角传感器360检测转向装置的转向角，并将表示检测到的转向角的检测信号输出至自动驾驶支援装置500。
制动器传感器370检测驾驶员对制动踏板的操作量(踏下量、角度、压力等)，并将表示检测到的操作量的检测信号输出至自动驾驶支援装置500。
偏航率传感器380检测对本车辆10作用的偏航率，并将表示检测到的偏航率的检测信号输出至自动驾驶支援装置500。
接着，对自动驾驶支援装置500的控制部170具备的自动驾驶控制部172及位置确定部173进行说明。
首先，对位置确定部173进行说明。位置确定部173基于输入信息来确定本车辆10的当前位置。输入信息中包含例如从GPS单元512输入的表示位置坐标和行进方向的信息、从陀螺仪单元513输入的本车辆10的相对的方位信息、存储于存储部540的地图数据库541中的地图数据中所含的信息。另外，输入信息中包含从车速传感器350输入的表示车速的检测信号、从转向角传感器360输入的表示转向角的检测信号。进而，输入信息中包含从制动器传感器370输入的表示制动器的操作量的检测信号、从偏航率传感器380输入的表示偏航率的检测信号。
位置确定部173例如基于从陀螺仪单元513等各种传感器输入的信息及地图数据中所含的信息随时推定本车辆10的移动速度、移动方向等。另外，位置确定部173基于所推定的移动速度、移动方向等来修正基于来自GPS单元512的输入而算出的本车辆10的当前位置。此外，位置确定部173也可以为将GLONASS、Galileo、Beidou、QZSS(引导)等测位卫星系统的信号与GPS信号一并加以利用来确定本车辆10的当前位置的结构。
接着，对自动驾驶控制部172进行说明。自动驾驶控制部172在自动驾驶中生成自动驾驶控制信息，并将其输出给车辆控制ECU200。如上述，自动驾驶控制信息是本车辆10出发/停止的控制信息、本车辆10加减速的控制信息、本车辆10转向的控制信息等与本车辆10的自动行驶相关的控制信息。通过车辆控制ECU200基于自动驾驶控制信息控制发动机ECU110等各ECU，来实现自动驾驶。
以下，对自动驾驶控制部172的基本的动作进行说明。自动驾驶控制部172控制显示部563，在显示面板564上显示可输入目的地的用户界面。用户利用用户界面输入目的地。在该用户界面输入了目的地的情况下，自动驾驶控制部172从通过位置确定部173确定的本车辆10的当前位置来搜索直至目的地的路径。直至目的地的路径搜索采用使用了链路成本的已有的技术来进行。此外，在地图数据库541中，从是否适于自动驾驶的观点出发，设定有各链路的链路成本，通过自动驾驶控制部172搜索适于自动驾驶的路径。
搜索到直至目的地的路径后，自动驾驶控制部172生成在通过本车辆10搜索到的路径上行驶时的目标行驶模式及目标速度模式。接着，自动驾驶控制部172以使本车辆10按照所生成的目标行驶模式及目标速度模式来行驶的方式生成控制驾驶的自动驾驶控制信息。即，自动驾驶控制部172生成包含如下控制信息在内的自动驾驶控制信息，该控制信息以按照目标行驶模式行驶的方式使本车辆10出发/停止、转向，另外，以成为遵照目标速度模式的速度的方式使本车辆10加速减速。
在自动驾驶中，自动驾驶控制部172基于从车辆间通信装置310输入的车辆信息，利用与位于本车辆10的周边的车辆的关系来调整目标行驶模式及目标速度模式。另外，自动驾驶控制部172基于从路车间通信装置320输入的交通信息，取得有无拥堵、信号机的状态、有无行人等信息，从而调整目标行驶模式及目标速度模式。另外，自动驾驶控制部172基于从雷达装置330输入的前方车辆信息，利用与前方车辆的关系来调整目标行驶模式及目标速度模式。另外，自动驾驶控制部172基于从相机装置340输入的图像数据，取得与本车辆10的环境相关的信息，并与本车辆10的环境对应地调整目标行驶模式及目标速度模式。而且，自动驾驶控制部172基于调整后的目标行驶模式及目标速度模式，生成自动驾驶控制信息。
自动驾驶控制部172将所生成的自动驾驶控制信息输出给车辆控制ECU200。车辆控制ECU200基于自动驾驶控制信息控制发动机ECU110等各ECU。其结果为，实现如下的自动驾驶：以适当调整后的目标行驶模式及目标速度模式为基准，使本车辆10自动行驶直至目的地为止。
自动驾驶控制部172在自动驾驶中，基于地图数据库541在显示面板564上显示本车辆10周边的地图并且基于来自位置确定部173的输入，而在地图上显示表示本车辆10的当前位置的地图。另外，自动驾驶控制部172在地图上明确显示直至目的地的路径。
但是，在自动驾驶中，本车辆10有时在设有多条车道的道路上行驶。而且，根据本车辆在多条车道中的哪一车道行驶，到达目的地为止的时间会发生变化，因此，行驶的车道的选择至为重要。鉴于以上，在设有多条车道的道路上行驶的情况下，本实施方式的自动驾驶支援装置500反映出自动行驶这种自动驾驶的特性，选择适于行驶的车道。
以下，详细说明与车道的选择相关的自动驾驶支援装置500的动作。
图4、5、6是表示自动驾驶支援装置500的动作的流程图。
在以下的说明中，由于道路所拥有的多条车道中的超车车道是在超越前方车辆的情况下许可行驶的车道，所以不进行推荐度的计算，将其设为不被选择为行驶车道。但在选择行驶车道时，也可以设为可选择超车车道。例如，也可以设定为在选择了超车车道作为推荐车道的情况下，在变更车道为超车车道后的规定时间内返回行驶车道。
另外，自动驾驶支援装置500作为动作模式而具有第一模式和第二模式。第一模式是如下的模式，即，仅在高速道路上行驶时进行后述的针对每一车道的推荐度的计算、和基于算出的推荐度进行行驶车道的选择。第二模式是如下的模式，即，在高速道路及高速道路以外的道路上行驶时进行上述处理。如之后说明的那样，在基于算出的推荐度而选择的车道与当前行驶的车道不同的情况下，进行本车辆10行驶的车道变更。而且，还有时在一般道路上行驶时，由于基于信号机会停止、在交叉口会左右转，所以本车辆10连续直行的距离很短，用户不希望在一般道路上行驶时频繁地变更车道。鉴于此，自动驾驶支援装置500作为动作模式而具有第一模式和第二模式，在选择了第一模式的情况下，仅在高速道路上行驶时进行行驶车道的选择。以下的说明中，作为动作模式，选择第一模式。
如图4所示，控制部170的推荐车道选择部171判断本车辆10是否正在高速道路上行驶(步骤S1)。例如，推荐车道选择部171基于由位置确定部173确定的本车辆10的当前位置和地图数据库541的信息，判断本车辆10的当前位置是否和与高速道路对应的链路匹配。在未在高速道路上行驶的情况下(步骤S1/否)，推荐车道选择部171使处理程序返回步骤S1，继续判断是否正在高速道路上行驶。
在本车辆10正在高速道路上行驶的情况下(步骤S1/是)，推荐车道选择部171执行推荐车道选择处理(步骤S2)。推荐车道选择处理是针对行驶中的道路所拥有的每一车道算出表示推荐行驶的程度的推荐度，基于算出的推荐度来选择行驶车道的处理。之后，使用图5的流程图详细说明推荐车道选择处理。以下，将通过推荐车道选择处理选择的车道称作“推荐车道”。
如果通过步骤S2的推荐车道选择处理选择了推荐车道，则推荐车道选择部171判定本车辆10是否正在变更车道(步骤S3)。在正在变更车道的情况下(步骤S3/是)，推荐车道选择部171使处理程序返回步骤S1。即，推荐车道选择部171不执行步骤S5以后的处理，不执行向推荐车道变更车道。这是基于以下的理由。在本车辆10正在向推荐车道进行变更车道的情况下，不需要进行以向推荐车道的变更车道为目的的步骤S5以后的处理，另外，防止在本车辆10正在向推荐车道以外的车道变更时本车辆10发生急旋转。在步骤S3中，例如，推荐车道选择部171基于由自动驾驶控制部172调整后的目标行驶模式和地图数据库541，判定本车辆10是否正在变更车道。
推荐车道选择部171判定为当前不是正在变更车道时(步骤S3/否)，判定可否进行向推荐车道变更车道(步骤S4)。推荐车道选择部171例如基于由相机装置340输入的图像数据，判定正在推荐车道上行驶的其他车辆的车速、及本车辆10与正在推荐车道上行驶的其他车辆之间的车间距离。另外，推荐车道选择部171基于来自车辆间通信装置310、路车间通信装置320、雷达装置330等的输入，取得用于判断可否进行向推荐车道变更车道的信息。推荐车道选择部171基于所取得的信息，判定可否进行变更车道。
在可进行向推荐车道变更车道的情况下(步骤S4/是)，推荐车道选择部171对自动驾驶控制部172指示向推荐车道变更车道(步骤S7)，并使处理程序返回步骤S1。接收到变更车道的指示的自动驾驶控制部172反映出向推荐车道变更车道而调整目标行驶模式及目标速度模式，基于经调整后的各模式生成自动驾驶控制信息，并将其输出至车辆控制ECU200。
另一方面，在不能进行向推荐车道的变更的情况下(步骤S4/否)，推荐车道选择部171判断本车辆10是否位于可变更车道区间(步骤S5)。可变更车道区间是指通过后述的可变更车道区间确定处理(图5的步骤S12)确定出的区间，即作为可进行车道变更的区间而设定的区间。
在本车辆10位于可变更车道区间的情况下(步骤S5/是)，推荐车道选择部171使处理程序返回步骤S4。
在本车辆10未位于可变更车道区间的情况下(步骤S5/否)，推荐车道选择部171使处理程序移至步骤S6。换言之，不能进行向推荐车道变更车道的状态一直持续且经过了时间，本车辆10进入不可变更车道区间的情况下，推荐车道选择部171使处理程序移至步骤S6。在步骤S6中，推荐车道选择部171废弃推荐车道的信息，作为直至目的地的路径(推荐路径)而决定为以不变更车道的当前位置作为出发地的路径(步骤S6)，并将其通知给自动驾驶控制部172，使处理程序返回步骤S1。自动驾驶控制部172基于被通知的路径来调整上述的目标行驶模式及目标速度模式，并基于各模式随时生成自动驾驶控制信息，且将其输出给车辆控制ECU200。
此外，在图4所示的流程图中，自动驾驶支援装置500设定为在将向推荐车道变更车道通知给自动驾驶控制部172后马上重复从步骤S1开始的处理。但是，导航ECU170在向驾驶支援ECU300指示了变更车道之后马上进行下一推荐车道的选择处理时，选择相同车道作为推荐车道的可能性高，导致导航ECU170进行浪费的运算。因此，导航ECU170也可以在对驾驶支援ECU300指示了变更车道之后，在待机规定时间后进行下一推荐车道的选择。
接着，在使用图5说明推荐车道选择处理之前，进行用于该处理的地图数据库541的说明、及变更车道系数表TB的说明。
图7是表示地图数据库541具有的区域信息700的图。图8是表示变更车道系数表TB的图。区域信息700包含与车道相关的信息(车道信息)。
在区域信息700中，针对识别地图上的区域的每一网格(mesh)ID701，相关联地登录各网格具有的道路的链路ID702和链路信息703。在链路信息703中存储有表示道路两端的开始节点及结束节点的地点坐标704、705和表示道路长度的链路长信息706。另外，在链路信息703中存储有开始连接链路/结束连接链路信息709，所述开始连接链路/结束连接链路信息709中存储有与道路的开始节点及结束节点分别连接的其他道路的链路ID。进而，在链路信息703中存储有表示道路限速的限速信息710、和表示道路所具有的各车道的属性的车道属性信息711。
此外，节点是指用于确定道路的交叉口或拐弯点的坐标位置。另外，链路是指将在利用交叉、分支、合流的点等多个节点分割了地图上的各道路时的节点间连结的链路，通过将各链路连接而构成道路。
链路长信息706中包含车道ID707和链路长708。车道ID707是在道路为具有单向两车道、三车道这种多个车道的道路的情况下识别各车道的识别信息。链路长708是表示各车道的道路长的信息。
另外，车道属性信息711中包含车道ID712、车道类别713、预定车速714。车道类别713是表示行驶车道、超车车道、爬坡车道之类的车道的种类的信息。预定车速(行驶车速的预测值)714是在车道ID712所示的车道上行驶时的平均车速。预定车速例如能够使用每单位时间的平均车速。平均车速基于过去的交通信息来规定，能够根据时间、星期、特殊日、季节等变更。另外，也可以利用每一时间段、每一星期等的多个平均车速求出预定车速。
另外，每一车道的预定车速714的信息例如能够从管理交通信息的交通信息管理中心的服务器装置取得。交通信息管理中心通过配置于沿路或交叉口等的路侧单元与在道路上行驶的车辆进行路车间通信，对链路ID的每一链路、每一车道求出各车辆的平均车速。交通信息管理中心对每一车道求出各车辆的平均车速的平均值，并作为该车道的预定车速存储在服务器装置中。交通信息管理中心通过基于路侧单元的路车间通信对各车辆提供每一车道的预定车速的信息。
接着，参照图8说明变更车道系数表TB的结构。在变更车道系数表中登录有与从本车辆10的当前位置至不可变更车道区间的进入地点为止的距离(以下，适当称为“可变更车道区间的剩余距离”)和变更车道次数相对应的系数。在后面说明可变更车道区间及不可变更车道区间。
该系数是在后述的对每条车道计算推荐度时使用的系数，被设定为直至不可变更车道区间的进入地点为止的距离(可变更车道区间的剩余距离)越短或者变更车道次数越多，则数值越大。此外，登录在该变更车道系数表中的系数的值也可以根据道路来进行变更。例如，在存储部540存储有本车辆10在高速道路上行驶时使用的变更车道系数表、在一般道上行驶时使用的变更车道系数表。后述的导航ECU170的推荐车道选择部171从存储部540读出与本车辆10正在行驶的道路的类别相对应的变更车道系数表。推荐车道选择部171从读出的变更车道系数表中取出与变更车道次数和可变更车道区间的剩余距离相对应的变更车道系数，算出后述的推荐度。
图9是用于说明可变更车道区间及不可变更车道区间的图。
可变更车道区间是作为可在本车辆10自动行驶时进行车道的变更的区间设定的区间，是从本车辆10的当前位置直至下一分支部等为止的区间中除后述的不可变更车道区间以外的区间。“分支部等”是指本车辆10经由的预定的分支部、合流部、收费站等本车辆10为了经过而在进入该地点时本车辆10需要在特定的车道上行驶的地点。“下一分支部等”是指本车辆10通过自动驾驶最早到达的分支部等。
不可变更车道区间是作为在本车辆10正在自动行驶时不能进行车道变更的区间设定的区间。本车辆10的当前位置至下一分支部等为止的区间中、在分支部等之前形成的规定的区间，被设定为不可变更车道区间。由于行驶中的车辆进行变更车道需要规定的距离，所以设定有不可变更车道区间。在不可变更车道区间，由于不能进行车道的变更，所以在进入不可变更车道区间之前，本车辆10需要在为了经过分支部等而应行驶的车道上行驶。可变更车道区间及不可变更车道区间通过后述的单元进行设定。
此外，如图5所示，推荐车道选择部171确定下一分支部等(步骤S10)。
其次，推荐车道选择部171确定当前行驶中的车道和进入下一分支部等时应行驶的车道(步骤S11)。控制部170基于路径引导的目的地、本车辆10的当前位置、地图数据库541，确定在分支部等的行进方向，并基于所确定的行进方向来确定应在分支部等之前的区间行驶的车道。例如，在判定为本车辆10在分支部左拐的情况下，控制部170将左端的车道确定为应在分支部等之前的区间行驶的车道。
推荐车道选择部171在确定了当前行驶中的车道、和应在下一分支部等之前的区间行驶的车道时，执行可变更车道区间确定处理(步骤S12)。可变更车道区间确定处理是确定上述的可变更车道区间的处理。之后，使用图6的流程图详细说明可变更车道区间确定处理。
当通过可变更车道区间确定处理确定了可变更车道区间时，推荐车道选择部171判定本车辆10的当前位置是否在可变更车道区间内(步骤S13)。在本车辆10的当前位置不在可变更车道区间内的情况下(步骤S13/否)，推荐车道选择部171结束图5所示的流程。即，推荐车道选择部171在当前位置不在可变更车道区间的情况下，不选择推荐车道而结束处理。此外，在不选择推荐车道而恢复至图4所示的流程图中S3的处理时，推荐车道选择部171使处理程序返回步骤S1。
另外，在本车辆10的当前位置位于可变更车道区间内的情况下(步骤S13/是)，推荐车道选择部171对每条车道算出行驶预定时间(步骤S14)。推荐车道选择部171例如以如下方式算出行驶预定时间。首先，推荐车道选择部171对每条车道算出可变更车道区间的剩余距离(至进入不可变更车道区间为止的距离)。例如，推荐车道选择部171取得本车辆10的当前位置和不可变更车道区间的进入地点的位置，基于地图数据库541的信息反映出道路的形状等，算出可变更车道区间的剩余距离。接着，推荐车道选择部171基于区域信息700来取得每条车道的预定车速，通过将每条车道的可变更车道区间的剩余距离除以每条车道的预定车速，来算出行驶预定时间。
接着，推荐车道选择部171对每条车道求出向在步骤S11中确定的车道变更的变更车道次数(步骤S15)。例如，道路是单向3车道的道路，在S11确定的车道是左端的车道。在该情况下，左端的车道的变更车道次数为“0”次，中央的车道的变更车道次数为“1”次，“右端”的车道的变更车道次数为“2”次。接着，推荐车道选择部171基于后述的处理中求出的每条车道的可变更车道区间的距离和在步骤S15中求出的变更车道次数，根据变更车道系数表TB针对每条车道求出变更车道系数(步骤S16)。
接着，推荐车道选择部171基于在S16取得的变更车道系数和在S14算出的行驶预定时间来算出推荐度(步骤S17)，且基于算出的推荐度来选择推荐车道(步骤S18)。以下，详细说明计算推荐度的处理。
推荐车道选择部171取得表示通过位置确定部173确定的本车辆10的当前位置的信息。推荐车道选择部171基于取得的当前位置的信息，从地图数据库541取得本车辆10所在的道路的链路信息703。接着，推荐车道选择部171基于链路信息703，使用以下所示的式子(1)算出每条车道的推荐度。推荐度是指基于与车道相关的信息算出的、成为选择行驶车道时的基准的值，表示推荐行驶的程度。与车速相关的信息中包含每条车道的预定车速、变更车道次数等。
[数学式1]
推荐车道选择部171首先使可变更车道区间(km)除以预定车速(km/h)，求出在可变更车道区间行驶的行驶预定时间。式子(1)所示的“3600”是将行驶预定时间的单位变换为“秒”的数值。接着，推荐车道选择部171求出将单位变换成秒的行驶预定时间与变更车道系数相乘所得的乘积值的倒数，将求出的值作为推荐度。参照式子(1)可明确得知，就推荐度而言，在可变更车道区间行驶的行驶预定时间越短，则数值越大。另外，就变更车道系数而言，可变更车道区间的剩余距离越长，则选择数值越小的系数。因此，就推荐度而言，可变更车道区间的剩余距离越长，则数值越大。另外，就变更车道系数而言，变更车道次数越小，则选择数值越小的系数。因此，就推荐度而言，变更车道次数越小，则数值越大。
参照图10的(A)～图10的(D)具体说明推荐度的计算方式。图10的(A)表示具有多条车道的道路的每条车道的链路长，图10的(B)表示每条车道的预定车速，图10的(C)表示变更车道系数表TB的一部分，图10的(D)是表示根据可变更车道区间的剩余距离求出的每条车道的推荐度的图。
在即将到下一分支等之前应行驶的车道作为车道ID“2”的车道，且可变更车道区间为6km的情况下，车道“1”及车道“2”的推荐度为1/{6[km]/60[km/h]×3600×1}＝1/360。此外，由于可变更车道区间为6km，所以变更车道系数无论是车道“1”的车道还是车道“2”的车道均为“1”。在车道“1”和车道“2”的推荐度的值相同的情况下后述的推荐车道选择部171可以选择任一车道，但也可以选择变更车道次数少的车道作为推荐车道。
同样，在可变更车道区间为0.5km的情况下的推荐度无论是车道“1”的车道还是车道ID“2”的车道均为1/{0.5[km]/60[km/h]×3600×1}＝1/30。在该情况下，由于车道“1”、车道“2”的推荐度的值相同，所以可以选择任一车道，但推荐车道选择部171也可以选择变更车道次数少的车道作为推荐车道。
同样，在可变更车道区间为0.3km的情况下的推荐度在车道“1”的车道为1/{0.3[km]/60[km/h]×3600×2}＝1/36。由于在即将到分支部等之前应行驶的车道为车道“2”的车道，所以车道“1”的变更车道次数为1次，可变更车道区间为0.3km时的变更车道系数为2。另外，在车道“2”的车道成为1/{0.3[km]/60[km/h]×3600×1}＝1/18。由于在即将到分支部等之前应行驶的车道为车道“2”的车道，所以车道“2”的变更车道次数为0次，可变更车道区间为0.3km时的变更车道系数为1。在该情况下，推荐车道选择部171选择推荐度的值大的车道“2”作为推荐车道。
同样，在可变更车道区间为0.1km的情况下的推荐度在车道“1”的车道为1/{0.1[km]/60[km/h]×3600×2}＝1/12。另外，在车道“2”的车道成为1/{0.1[km]/60[km/h]×3600×1}＝1/6。在该情况下，推荐车道选择部171选择推荐度的值大的车道“2”作为推荐车道。
此外，在上述的式子(1)中，在计算推荐度时，使用行驶预定时间和变更车道系数这两者的值。除此之外，也可以不使用变更车道系数而仅使用行驶预定时间来计算推荐度。即，也可以使用每一车道的预定车速作为与车道相关的信息，且使用可变更车道区间和预定车速来计算行驶预定时间，针对每条车道算出推荐度。如果使用行驶预定时间算出推荐度，则行驶预定时间越短，推荐度的值越大，因此，选择行驶预定时间短的车道作为推荐车道。
另外，也可以不使用行驶预定时间，而仅使用变更车道系数来计算推荐度。即，也可以使用每一车道的变更车道系数作为与车道相关的信息来针对每一车道计算推荐度。在仅使用变更车道系数计算推荐度时，如果可变更车道区间的距离相同，则变更车道次数越少，推荐度越大。因此，选择变更车道次数少的车道作为推荐车道。另外，可变更车道区间的剩余距离越短，越是选择与向在即将到分支部等之前应行驶的车道变更的变更车道次数多的车道相比变更车道次数更少的车道。
另外，推荐车道选择部171也可以针对每一车道计算旅行时间及链路旅行时间并求出推荐度。链路旅行时间是指预测本车辆10在该车道行驶所需的时间。另外，旅行时间是从出发地至目的地为止的链路旅行时间之和、即从出发地到达目的地为止所需的时间。此外，链路旅行时间通过链路长除以各车道的预定车速而求出。这里使用的预定车速也可以使用平均车速，平均车速基于过去的交通信息来确定，可根据时间、星期、特殊日、季节等进行变更。另外，也可以利用每一时间段、每一星期等的多个平均车速求出预定车速。
在计算可变更车道区间(km)时所需的不可变更车道区间的值也可以设定为100m等的固定值。另外，如图11所示，在下一分支部等产生拥堵的情况下，也能够在100m等规定距离追加产生拥堵的区间的距离并设为不可变更车道区间。另外，推荐车道选择部171也可以在从交通信息管理中心取得与各车道的预定车速相关的信息来判断拥堵的发生的情况下，当平均车速低于40km/h时判定为产生了拥堵。
另外，推荐车道选择部171也可以在判定为在本车辆10的前方的车道数减少的情况下，以不进行向因车道减少而需要变更车道的车道变更的方式计算推荐度。例如，在为随着车道数的减少而需要进行向其他车道变更的车道的情况下，推荐车道选择部171使用以下所示的式子(2)算出推荐度。此外，即使车道数减少也不需要进行变更车道的车道通过上述式子(1)算出推荐度。
[数学式2]
式子(2)所示的α的值是预先设定的值，以随着车道数的减少而需要向其他车道变更的车道的推荐度比其他车道的推荐度低的方式进行设定。另外，推荐车道选择部171在行驶中的道路为设有自动驾驶专用的车道的道路的情况下，在计算该车道的推荐度时，也可以使用比其他车道低的系数作为变更车道系数。另外，推荐车道选择部171在行驶中的道路为设有自动驾驶专用的车道的道路的情况下，也可以减去上述式子(2)的α的值来算出推荐度。此外，变更车道系数和α是无名数。
推荐车道选择部171基于每条车道的推荐度选择本车辆10应行驶的推荐车道。推荐车道选择部171选择推荐度的值最大的车道作为推荐车道。此外，就推荐车道选择部171而言，在至下一分支部等为止的期间不存在可变更车道区间的情况下，控制部170也可以选择即将到下一分支部等之前应行驶的车道作为推荐车道。在该情况下，控制部170也可以强制将车道变更为即将到下一分支部等之前应行驶的车道。另外，控制部170在从当前位置至下一分支部等的距离短、即当前位置接近分支部等的情况下，以不向相反方向进行变更车道的方式选择推荐车道。具体而言，控制部170在当前位置接近分支部等的情况下，不进行向距即将到下一分支部等之前应行驶的车道远的车道的变更车道。
参照图12，对推荐车道选择部171进行的推荐车道的选择方法进行说明。图12表示车道ID“1”的车道和车道ID“2”的车道的与可变更车道区间的距离相对应的推荐度。推荐车道选择部171选择推荐度的值更大的车道作为推荐车道。例如，在可变更车道区间为25km的情况下，车道ID“1”的车道的推荐度为“1/1125”，车道ID“2”的车道的推荐度为“1/1000”。在该情况下，由于车道ID“2”的车道的推荐度比车道ID“1”的车道的推荐度大，所以推荐车道选择部171选择车道ID“2”的车道作为推荐车道，
接着，使用图6详细说明图5的步骤S12的可变更车道区间确定处理。
控制部170首先将从在图5的步骤S10中所确定的分支部等起到眼前100m以内的区间确定为可变更车道区间(步骤S21)。接着，控制部170使用路车间通信装置320取得交通信息(步骤S22)。控制部170在取得交通信息时，基于所取得的交通信息来判定在步骤S11所确定的车道即步骤S10所确定的分支部等的直线区间是否产生拥堵(步骤S23)。
控制部170在判定为产生了拥堵时(步骤S23/是)，将在步骤S21所确定的不可变更车道区间加上了接在分支部等之后的拥堵区间所得的区间设定为新的不可变更车道区间(步骤S24)。在此，在进入分支部等时应行驶的车道产生了拥堵的情况下，与未产生拥堵的情况相比，需要在更早的阶段向该车道变更。本车辆10越接近分支部等，受到拥堵影响的可能性越高，不能向该车道进行变更车道的可能性越高。而且，通过利用上述的方法设定不可变更车道区间，能够使不可变更车道区间成为反映出实际的拥堵状况的适当的区间，能够降低因拥堵的影响而本车辆10不能向对应的车道变更的可能性。其次，控制部170将从当前位置至下一分支部等为止的区间中除不可变更车道区间以外的区间设定为可变更车道区间(步骤S25)。
[变形例]
在图5所示的处理流程中，在步骤S14中，针对每条车道计算行驶预定时间，并基于算出的行驶预定时间算出各车道的推荐度，但也可以测量本车辆10和在本车辆10的前方行驶的车辆之间的车间距离，并基于测量出的车间距离针对每条车道算出推荐度。下面说明车间距离的计算程序。
图13是表示车间距离的测量顺序的流程图。
控制部170的推荐车道选择部171首先测量在本车辆10的行驶车道(以下称作自车道)上与在本车辆10正前方行驶的车辆(以下称作正前方车辆)的距离(步骤S31)。推荐车道选择部171对雷达装置330指示车间距离的测量，通过由雷达装置330输入的前方车辆信息来取得与正前方车辆之间的车间距离的信息。推荐车道选择部171基于取得的前方车辆信息来取得与正前方车辆之间的车间距离的信息。另外，在装载有立体相机作为相机341的情况下，推荐车道选择部171也可以基于由立体相机拍摄的拍摄图像来测量与正前方车辆之间的车间距离。
接着，推荐车道选择部171判定在自车道的右侧是否存在行驶车道(以下称作右侧车道)(步骤S32)。推荐车道选择部171例如基于相机341的拍摄图像判定在自车道的右侧是否存在车道(步骤S32)。推荐车道选择部171在判定为存在右侧车道的情况下(步骤S32/是)，向雷达装置330指示进行与在右侧车道上行驶的正前方车辆之间的车间距离的测量(步骤S33)。在此，在右侧车道上行驶的正前方车辆是指在比本车辆10更前方行驶的车辆，即与本车辆10的距离最近的车辆。此外，参照图15所示的流程图说明该处理的详情。
接着，推荐车道选择部171基于通过步骤S33测定的车间距离判定与在右侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离是否是第一变更车道禁止距离以内(步骤S34)。
图14是用于说明第一变更车道禁止距离及第二变更车道禁止距离的图。参照图14说明第一变更车道禁止距离。图14表示单向3车道的道路且为本车辆10行驶的一侧的3车道。另外，本车辆10在3车道中的中央车道上行驶，在左侧车道示出以本车辆10的位置为基准的第一变更车道禁止距离的范围。
第一变更车道禁止距离是指在该距离的范围内存在行驶的车辆的情况下，禁止本车辆10向该车辆行驶的车道变更的距离。第一变更车道禁止距离被设定为在比本车辆10靠前方，且距本车辆10预先设定的距离的范围。第一变更车道禁止距离被设定为比本车辆10能够安全进行变更车道的车间距离的最低值更短的距离。该车间距离的最低值例如基于本车辆10的当前车速来设定。
推荐车道选择部171在测定出的与在右侧车道上行驶的正前方车辆之间的车间距离为第一变更车道禁止距离以下的情况下，将该右侧车道设定为车道变更禁止车道(步骤S35)。
其次，推荐车道选择部171进行与在右侧车道上行驶的后方车辆的车间距离的测量(步骤S36)。后方车辆是指与本车辆10并行的车辆、或在比本车辆10靠后方行驶的车辆。与本车辆10并行的车辆是指在道路的宽度方向上，车身与本车辆10重合的车辆。
推荐车道选择部171在雷达装置330以可检测本车辆10更后方的车辆的方式装载的情况下，基于由雷达装置330测定的后方车辆信息测量与在后方行驶的车辆的车间距离。后方车辆信息中包含例如后方车辆的有无信息、距后方车辆的距离(车间距离)、角度(相对位置)、速度(相对速度)、加速度等信息。另外，在本车辆10上装载有拍摄本车辆10的后方的后方相机作为相机341，在该相机341为立体相机的情况下，可以基于相机341的拍摄图像来测量与后方车辆的车间距离。参照图15所示的流程图说明测量与后方车辆的车间距离的处理流程的详情。
其次，推荐车道选择部171基于在步骤S36测定出的车间距离判定在第二变更车道禁止距离以内是否存在后方车辆(步骤S37)。
在图14中示出第二变更车道禁止距离。第二变更车道禁止距离被设定在比本车辆10的车身的先头靠后的范围，即，距本车辆10的车身的先头预先设定的距离的范围内。第二变更车道禁止距离被设定为比本车辆10能够安全进行变更车道的车间距离的最低值短的距离。该车间距离的最低值例如基于本车辆10的当前的车速来设定。
推荐车道选择部171在与在右侧车道上行驶的后方车辆的车间距离为第二变更车道禁止距离以下的情况下(步骤S/是)，将右侧车道设定为车道变更禁止车道(步骤S35)。
在步骤S32的判定、或步骤S37的判定是否定判定的情况下，推荐车道选择部171判定在自车道的左侧是否存在车道(以下称作左侧车道)(步骤S38)。推荐车道选择部171通过与步骤S32相同的方法判定是否存在左侧车道。
推荐车道选择部171在判定为不存在左侧车道的情况下(步骤S38/否)，结束该处理流程。另外，推荐车道选择部171在判定为存在左侧车道的情况下(步骤S38/是)，判定是否需要进行与在左侧车道上行驶的车辆的车间距离的测量(步骤S39)。推荐车道选择部171基于在步骤S31中测量出的与在自车道上行驶的正前方车辆的车间距离来判定是否需要进行与在左侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离的测量。推荐车道选择部171在与在自车道上行驶的正前方车辆的车间距离为预先设定的阈值以上，且本车辆10大幅离开在自车道上行驶的正前方车辆行驶的情况下，判定为不需要进行向左侧车道变更车道。因此，推荐车道选择部171判定为不需要进行与在左侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离的测量。
另外，推荐车道选择部171基于在步骤S33中测量出的与在右侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离、和在步骤S35设定的车道变更禁止车道的设定，判定是否需要进行与在左侧车道上行驶的车辆的车间距离的测量。推荐车道选择部171在与在右侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离为预先设定的阈值以上，且右侧车道未被设定为车道变更禁止车道的情况下，判定为不需要进行向左侧车道变更车道。该判定是基于超越车辆是从车辆的右侧进行这一前提。因此，推荐车道选择部171判定为不需要进行与在左侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离的测量。
在步骤S39中，在判定为需要进行与在左侧车道上行驶的车辆的车间距离的测量的情况下(步骤S39/是)，推荐车道选择部171通过与步骤S33相同的方法测量与在左侧车道上行驶的正前方车辆及后方车辆之间的车间距离(步骤S40)。另外，在判定为不需要进行与在左侧车道上行驶的车辆的车间距离的测量的情况下(步骤S39/否)，推荐车道选择部171将位于比自车道靠左侧的所有左侧车道上的与正前方车辆之间的车间距离设定为“0”m(步骤S41)。通过将与正前方车辆的车间距离设定为“0”m，推荐车道选择部171从变更车道的对象中除去车间距离被设定为“0”m的车道。
推荐车道选择部171在判定为不需要左侧车道上的车间距离的测量并将车间距离设定为“0”m时、或者测量左侧车道上的车间距离时，进行上述的图5所示的流程图的步骤S15及S16的处理，计算各车道的推荐度(步骤S17)。推荐车道选择部171在推荐度的设定过程中，在存在通过步骤S35的处理而设定为车道变更禁止车道的车道的情况下，不针对该车道计算推荐度。未计算推荐度的车道被从变更车道的对象车道中除去。
另外，推荐车道选择部171在计算车道的推荐度时，代替上述的行驶预定时间(可变更车道区间/预定车速)而使用将通过图13所示的处理流程测量出的车间距离转换为对应的系数而得到的值。该系数例如是以车间距离越大则值越小的方式设定的系数，与变更车道系数表TB相同地，被存储在存储部540内。此外，就与该车间距离对应的系数而言，未对与第一变更车道禁止距离及第二变更车道禁止距离对应的距离设定值。
推荐车道选择部171算出与车间距离对应的系数乘以变更车道系数所得的乘积值的倒数来作为推荐度。
此外，推荐车道选择部171也可以不计算推荐度而从测量出的与自车道的正前方车辆之间的车间距离、与右侧车道的正前方车辆之间的车间距离、与左侧车道的正前方车辆之间的车间距离中选择车间距离最长的车道作为推荐车道。
此外，在图13所示的步骤S31、S33及S39中，在成为车间距离的测定对象的正前方车辆开始变更车道，且正前方车辆为跨过车道边界线的状态的情况下，也可以结束图13所示的处理流程并待机至正前方车辆的变更车道结束。另外，也可以在本车辆10和成为车间距离的测定对象的正前方车辆之间存在变更车道并插进来的车辆且该车辆处于跨过车道边界线的状态的情况下，结束图13所示的处理流程并待机至该车辆的变更车道结束。
另外，在开始了变更车道的、成为测定对象的正前方车辆或进行变更车道并插进来的车辆使方向指示器闪烁，但这些车辆在行驶车道内行驶即未跨过车道边界线的情况下，也可以继续进行车间距离的测量。
接着，对图15所示的步骤S33的详情进行说明。图15是表示测量右侧车道的车间距离的程序的流程图。
推荐车道选择部171首先被输入由雷达装置330测定的前方车辆信息(步骤S51)。推荐车道选择部171基于被输入的前方车辆信息判定是否能够测量与正前方车辆的车间距离(步骤S52)。推荐车道选择部171在不能测量与正前方车辆的车间距离的情况下(步骤52/否)、即在可通过雷达装置330测量距离的范围内不存在正前方车辆的情况下，判定为在右侧车道上至少在可由雷达装置330进行测量的范围内没有正前方车辆，并基于可由雷达装置330进行测量的最大距离来设定车间距离。例如，若雷达装置330最大可测量至500m，则就设定为500m(步骤S53)。但是，车间距离的设定值也可以不与可测量的最大距离相等。
另外，推荐车道选择部171在能够测量与正前方车辆的车间距离的情况下(步骤52/是)，判定测量出的车间距离是否是与在自车道上行驶的正前方车辆的车间距离(步骤54)。推荐车道选择部171基于前方车辆信息中所含的与前方车辆所成的角度(相对位置)的信息，判定测量到的车间距离是否是与在自车道上行驶的正前方车辆之间的车间距离。
推荐车道选择部171在判定为测定到的车间距离不是与在自车道上行驶的正前方车辆的车间距离的情况下(步骤S54/否)，将测量到的车间距离登录为与在右侧车道上行驶的正前方车辆之间的车间距离，并移至步骤S59的处理。
另外，推荐车道选择部171在判定为测量到的车间距离是与在自车道上行驶的正前方车辆的车间距离的情况下(步骤S54/是)，判定为未能测量与在右侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离，在自车道内决定使本车辆10向右侧移动的距离X(步骤S55)。
图16的(A)中示例不能利用雷达装置330测量与在右侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离的情况。例如，如果本车辆10过于接近在自车道上行驶的正前方车辆，则有时从雷达装置330射出的电波会由在自车道上行驶的正前方车辆反射，从而不能测量与在右侧车道上行驶的正前方车辆的车间距离。这种情况下，推荐车道选择部171使本车辆10在自车道内靠向右侧，以便于从雷达装置330射出的电波不会被自车道的正前方车辆反射。
距离X可以使用预先设定的固定值(例如0.2m)，也可以基于相机341的拍摄图像算出本车辆10和车道边界线的距离，并基于算出的距离设定移动距离X。车道边界线是区划自车道和右侧车道的边界线。
另外，在基于相机341的拍摄图像检测到在右侧车道上行驶的车辆与本车辆10并行行驶的情况下，也可以算出该并行行驶的车辆与本车辆10在道宽方向上的距离，并将从算出的距离中减去安全余量所得的值设定为距离X。进而，在右侧车道上存在与本车辆10并行行驶的车辆的情况下，也可以终止图15所示的处理流程。
推荐车道选择部171当决定了距离X时，对车辆控制ECU200发送使本车辆10向右侧移动距离X的请求(步骤S56)。
图16的(B)中表示在自车道内使本车辆10向右侧移动了距离X的情况。推荐车道选择部171使本车辆10向右侧移动距离X，移动到从雷达装置330射出的电波到达在右侧车道上行驶的正前方车辆的位置。
车辆控制ECU200在被请求从推荐车道选择部171向本车辆10的右侧移动时，判定可否向本车辆10的右侧移动。车辆控制ECU200基于相机341的拍摄图像判定可否使本车辆10的行驶位置向自车道内的右侧移动。例如，车辆控制ECU200在检测到摩托车从自车道的后方接近的情况下，判定为该摩托车可能从本车辆10的右侧超过本车辆，禁止本车辆10向右侧移动。另外，在使本车辆10向右侧移动时，在与在右侧车道上与本车辆10并行行驶的车辆的距离比预先设定的距离短的情况下，车辆控制ECU200禁止本车辆10向右侧的移动。该情况下，车辆控制ECU200对推荐车道选择部171通知禁止本车辆10向右侧移动的消息。
另外，车辆控制ECU200在判定为本车辆10能够向右侧移动的情况下，对推荐车道选择部171通知能够向右侧移动的应答。另外，车辆控制ECU200将使本车辆10在自车道内向右侧移动的消息显示在本车辆10的显示面板(省略图示)上。而且，车辆控制ECU200生成使本车辆10移动距离X的控制信号并将其输出给转向装置ECU140。车辆控制ECU200在本车辆10向右侧的移动结束后，将移动结束的消息通知给推荐车道选择部171。
推荐车道选择部171在从车辆控制ECU200接收到移动结束的消息的通知时，判定为自车位置在自车道内向右侧的移动结束(步骤S57/是)，返回步骤S51再次进行车间距离的测量。
另外，推荐车道选择部171在接收到禁止本车辆10向右侧移动的应答的情况、或者即使经过规定时间也未能从车辆控制ECU200接收本车辆10的移动结束的应答的情况下，判定为距离X的移动尚未结束(步骤S57/否)，并将与右侧车道的正前方车辆的车间距离设定为“0”m(步骤S48)。通过将车间距离设定为“0”m，来将车间距离设定为“0”m的车道从变更车道的候补中除去。
接着，推荐车道选择部171判定在比自车道靠右侧的所有车道中是否都已结束了与正前方车辆之间的车间距离的测量(步骤S59)。在存在未测量车间距离的车道的情况下(步骤S59/否)，推荐车道选择部171选择未测量车间距离的车道，使雷达装置330测量与在该车道上行驶的正前方车辆的车间距离。
另外，测量与在右侧车道上行驶的后方车辆的车间距离的处理程序与图15所示的处理流程大致相同，所以省略详细的说明。
在测量与在右侧车道上行驶的后方车辆的车间距离的处理流程中，将图15所示的步骤S51的“输入前方车辆信息的步骤”变更为“输入后方车辆信息的步骤”。后方车辆信息通过雷达装置330来测量，例如包含有无后方车辆的信息、到后方车辆为止的距离(车间距离)、角度(相对位置)、速度(相对速度)、加速度等信息。
另外，图15所示的步骤S54的“判定是否测量了与自车道的正前方车辆之间的车间距离的步骤”成为“判定在自车道上是否测量了与在本车辆10的正后方行驶的车辆之间的车间距离的步骤”。
接着，参照图17说明计算推荐度的其他方法。图17是用于说明计算推荐度的其他方法的图，表示单向3车道的道路，即本车辆10行驶的一侧的车道。
示出如下情况：本车辆10在3车道中的中央车道上行驶，虽然任何车道均为同程度的混杂程度，但由于以比其他车辆低速行驶的车辆(以下称作车辆b)在左侧车道上行驶，所以车间距离大。在这种道路状况下，即使从中央车道向左侧车道进行变更车道，由于各车道的混杂程度相同，所以也无法得到缩短行驶时间的这种效果，而成为无用的变更车道。
为了避免进行这种无用的变更车道，推荐车道选择部171也可以在例如由车速传感器350测定的车速低于规定值(例如30km/h)以下的情况下，使用下面表示推荐度的式子(3)计算推荐度。
推荐度＝(第二距离－第一距离)×假想速度差/变更车道系数···(3)
第一距离为本车辆10与自车道的正前方车辆的车间距离。另外，第二距离为成为计算推荐度的对象的车道上的、与正前方车辆的车间距离。图17所示的例子中，对象车道为左侧车道，在左侧车道上在本车辆10的正前方行驶的车辆a与本车辆10之间的车间距离为第二距离。
假想速度差是在对象车道上行驶的正前方车辆的车速和本车辆10的车速之差。图17所示的例子中，是在左侧车道上行驶的车辆a的车速和本车辆10的车速之差。车辆a的车速和本车辆10的车速之差可以通过雷达装置330测定，也可以通过相机341拍摄多次车辆a，根据多次的拍摄图像求出车辆a的车速。另外，在无法测量车辆a的车速和本车辆10的车速之差的情况下，也可以将本车辆10正在行驶的道路的限速看作车辆a的车速，用限速和本车辆10的速度之差代用。
另外，变更车道系数能够基于可变更车道区间的剩余距离和变更车道次数由图8所示的变更车道系数表TB取得。此外，变更车道次数是从自车道变更车道为对象车道时的变更车道次数。
另外，在第二距离的值比第一距离的值小的情况下，推荐度的值成为负值。这种情况下，判定为与向该推荐度为负的车道变更相比，推荐车道选择部171更可以判定为仍旧在自车道上行驶。
如以上说明，本实施方式的控制部170在行驶中的道路为具有多条车道的道路的情况下，基于与车道相关的信息算出行驶中的道路的每条车道的推荐度，选择行驶车道。因此，可以选择与道路状况相对应的最佳的行驶车道。
另外，由于使用每条车道的预定车速作为与车道相关的信息对每条车道计算推荐度，所以可以选择行驶车速快的车道作为推荐车道。
另外，控制部170确定在分支点之前的区间应行驶的车道，并使用从当前行驶中的车道向所确定的车道的变更车道次数作为与车道相关的信息，计算各车道的推荐度。因此，能够防止频繁的变更车道。
另外，从当前位置至不可变更车道区间的剩余距离越短，则越不能选择变更车道次数多的车道。因此，能够降低即将到达分支部等时的变更车道的次数，能够防止因突发的拥堵等而无法向应行驶的车道变更车道的事态发生。
另外，控制部170在通过交通信息判定为在车道上产生了拥堵时，变更不可变更车道区间的长度。因此，能够防止不能向应行驶的车道变更的事态发生。
另外，控制部170在判定为在车辆的前方的道路的车道数减少的情况下，计算推荐度，以不进行向因车道数的减少而需要进行变更车道的车道变更。因此，能够不进行向因车道数的减少而车道消失的车道的变更车道。
另外，本车辆10装载测量与位于本车辆10的前方的车辆的车间距离的雷达装置330。推荐车道选择部171基于通过雷达装置330测量出的车间距离算出各车道的推荐度。因此，可以基于各车道的车间距离算出各车道的推荐度，能够选择与道路状况相对应的最佳的行驶车道。
另外，推荐车道选择部171在检测到与位于前方的车辆的车间距离被判定为预先设定的距离以上的车道的情况下，对雷达装置330发出指示，以使其不进行相对于其他车道的车间距离测量。因此，能够不进行不需要的处理。
另外，推荐车道选择部171算出的雷达装置330不能测量与位于前方的车辆的车间距离的车道的推荐度比能够测量车间距离的其他车道的推荐度低。因此，能够不将不能测量车间距离的车道选择为行驶车道。
另外，在由雷达装置330测量出的车间距离为在本车辆10行驶的自车道上与在本车辆10的前方行驶的车辆的车间距离，且不能测量在自车道以外的车道上与在本车辆10的前方行驶的其他车辆的车间距离的情况下，推荐车道选择部171对控制本车辆10的行驶的车辆控制ECU200发出指示，以使本车辆10在行驶车道内向其他车辆行驶的车道侧移动。因此，能够使本车辆10的自车道内的行驶位置变更，能够测量与在其他车道上行驶的车辆的车间距离。
此外，在上述的实施方式中，以本车辆10在根据控制部170的控制下进行行驶的情况为例进行了说明。即，以本车辆10根据在控制部170的控制下的完全自动驾驶而进行行驶的情况为例进行了说明。但是，在道路具有多条车道的情况下，计算每条车道的推荐度选择所行驶的道路的处理即使在本车辆10未进行完全自动驾驶的情况下也能够执行。即，即使在本车辆10通过驾驶员的手动操作进行行驶的情况下，也能够计算每条车道的推荐度来选择推荐车道，并将所选择的推荐车道显示在显示面板564上。
另外，作为完全自动驾驶以外的自动驾驶，例如包含确定功能自动驾驶和复合功能自动驾驶。确定功能自动驾驶是通过自动驾驶支援系统1支援加速操作、制动操作、转向操作中的任一种的模式。另外，复合功能自动驾驶是通过自动驾驶支援系统1支援加速操作、制动操作、转向操作中的至少两种驾驶操作的模式。
支援加速、制动操作的功能例如包含ACC(Adaptive Cruise Control：自适应巡航控制)和CACC(Cooperative Adaptive Cruise Control：协同自适应巡航控制)。ACC是使用装载于车辆前方的雷达装置330，将与在前方行驶的前方车辆的车间距离保持在一定并根据需要进行对驾驶员发出的警告的系统。另外，CACC是在ACC的功能的基础上，通过车辆间通信来共用前方车辆的加减速信息而进行更精密的车间距离控制的系统。另外，支援驾驶员的转向操作的功能包含LKAS(Lane Keep Assist System：保持行车线辅助功能)。LKAS是利用车辆前方的相机装置340检测白线，并以车辆维持在行驶车道的方式支援转向操作的系统。另外，支援驾驶员的制动操作的功能包含减轻碰撞伤害制动系统。减轻碰撞伤害制动系统是使用相机装置340或雷达装置330等检测车辆前方的障害物等并将其对驾驶员发出警告、另外在无法避开碰撞的情况下进行制动器的支援操作的系统。
上述的实施方式是本发明的优选的实施方式。但不限于此，在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种变形实施。例如，图2是为了容易理解本申请发明而将自动驾驶支援系统1的功能结构根据主要的处理内容进行分类而示出的概略图，图3是将控制部170的功能结构根据主要的处理内容进行分类而示出的概略图。但是，自动驾驶支援系统1或控制部170的结构也可以根据处理内容分类成更多的结构要素。另外，也可以以一个结构要素执行更多的处理的方式构成。另外，各结构要素的处理可以由一个硬件执行，也可以由多个硬件执行。另外，各结构要素的处理可以通过一个程序实现，也可以通过多个程序实现。
附图标记说明
1 驾驶支援系统
161 推荐车道选择部
165 位置确定部
200 车辆控制ECU(车辆控制装置)
500 自动驾驶支援装置(车道选择装置)
540 存储部

Claims (21)

1.一种车道选择装置，其特征在于，具备：
存储部，其存储具有车道信息的地图数据库，所述车道信息为与道路的车道相关的信息；
位置确定部，其确定车辆的当前位置；以及
推荐车道选择部，其基于由所述位置确定部确定出的当前位置和所述地图数据库所具有的所述车道信息，针对所述车辆正在行驶的道路的每条车道计算表示推荐行驶的程度的推荐度，并基于算出的推荐度选择行驶的车道。
2.根据权利要求1所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部将每条车道的行驶车速的预测值作为所述车道信息而使用，计算所述每条车道的推荐度。
3.根据权利要求1所述的车道选择装置，其特征在于，
在所述车辆的前方存在分支点的情况下，所述推荐车道选择部确定进入所述分支点时应行驶的车道，将从当前行驶中的车道向确定出的车道进行变更车道的次数作为所述车道信息而使用，计算所述每条车道的推荐度。
4.根据权利要求3所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部将所述分支点之前的规定区间设定为无法变更车道的不可变更车道区间，以使得从当前位置进入所述不可变更车道区间为止的剩余距离越短、或者向所述确定出的应行驶的车道进行变更车道的次数越多的车道则推荐度越低的方式，来计算推荐度。
5.根据权利要求4所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部根据有无产生拥堵来变更所述不可变更车道区间的长度。
6.根据权利要求1所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部在判定为在所述车辆的前方的道路的车道数减少的情况下，以使得越是因车道数的减少而需要进行变更车道的车道则推荐度越低的方式，来计算推荐度。
7.根据权利要求1或2所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部被输入由测量部测量出的与位于所述车辆的前方的其他车辆之间的车间距离的信息，基于所输入的所述车间距离的信息来计算出所述每条车道的所述推荐度。
8.根据权利要求7所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部在检测到与位于前方的所述其他车辆之间的所述车间距离判定为预先设定的距离以上的车道的情况下，对所述测量部发出指示，使其不进行针对其他车道的车间距离的测量。
9.根据权利要求7所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部将无法测量与位于前方的所述其他车辆之间的所述车间距离的车道的推荐度算出得比能够测量所述车间距离的其他车道的推荐度低。
10.根据权利要求9所述的车道选择装置，其特征在于，
所述推荐车道选择部在由所述测量部测量出的车间距离为与在所述车辆行驶的自车道上在所述车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离、且无法测量出与在所述自车道以外的车道上在所述车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离的情况下，对控制所述车辆的行驶的车辆控制装置发出指示，以使所述车辆在所述行驶车道内向在所述自车道以外的车道上行驶的所述其他车辆行驶的车道侧移动。
11.一种车辆控制系统，其具备：车道选择装置，其选择车辆行驶的行驶车道；以及车辆控制装置，其以使所述车辆在由所述车道选择装置选择出的车道上行驶的方式控制所述车辆的行驶，所述车辆控制系统的特征在于，
所述车道选择装置具备：
存储部，其存储具有车道信息的地图数据库，所述车道信息为与道路的车道相关的信息；
位置确定部，其确定所述车辆的当前位置；以及
推荐车道选择部，其基于由所述位置确定部确定出的当前位置和所述地图数据库所具有的所述车道信息，针对所述车辆正在行驶的道路的每条车道计算表示推荐行驶的程度的推荐度，并基于算出的推荐度选择行驶的车道，
所述推荐车道选择部在由测量部测量出的与位于所述车辆的前方的其他车辆之间的车间距离为与在所述车辆行驶的自车道上在所述车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离、且无法测量出与在所述自车道以外的车道上在所述车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离的情况下，对所述车辆控制装置发出指示，以使所述车辆在所述行驶车道内向在所述自车道以外的车道上行驶的所述其他车辆行驶的车道侧移动，
所述车辆控制装置在基于装载于所述车辆上的监视所述车辆的周围的周围监视部的监视结果而判定为所述车辆可移动的情况下，使所述车辆在所述行驶车道内向所述其他车辆行驶的车道侧移动。
12.一种车道选择方法，其特征在于，具备：
确定车辆的当前位置的步骤；
计算推荐度的步骤，基于确定的当前位置和车道信息，针对所述车辆正在行驶的道路的每条车道计算表示推荐行驶的程度的推荐度，所述车道信息为地图数据库所具有的与道路的车道相关的信息；以及
基于计算出的所述推荐度来选择所述车辆行驶的车道的步骤。
13.根据权利要求13所述的车道选择方法，其特征在于，
所述计算推荐度的步骤将每条车道的行驶车速的预测值作为所述车道信息而使用，计算所述每条车道的推荐度。
14.根据权利要求13所述的车道选择方法，其特征在于，
在所述计算推荐度的步骤中，在所述车辆的前方存在分支点的情况下，确定进入所述分支点时应行驶的车道，将从当前行驶中的车道向确定出的车道进行变更车道的次数作为所述车道信息而使用，计算所述每个车道的推荐度。
15.根据权利要求13所述的车道选择方法，其特征在于，
在所述计算推荐度的步骤中，将所述分支点之前的规定区间设定为无法变更车道的不可变更车道区间，以使得从当前位置进入所述不可变更车道区间为止的剩余距离越短、或者向所述确定出的应行驶的车道进行变更车道次数越多的车道则推荐度越低的方式，来计算推荐度。
16.根据权利要求16所述的车道选择方法，其特征在于，
在所述计算推荐度的步骤中，根据有无产生拥堵来变更所述不可变更车道区间的长度。
17.根据权利要求13所述的车道选择方法，其特征在于，
在所述计算推荐度的步骤中，在判定为在所述车辆的前方的道路的车道数减少的情况下，以使得越是因车道数的减少而需要进行变更车道的车道则推荐度越低的方式，来计算推荐度。
18.根据权利要求14所述的车道选择方法，其特征在于，
具有从测量所述车间距离的测量部输入与位于所述车辆的前方的其他车辆之间的车间距离的信息的步骤，
在所述计算推荐度的步骤中，基于通过所述输入的步骤输入的所述车间距离的信息来计算所述每条车道的推荐度。
19.根据权利要求18所述的车道选择方法，其特征在于，
具有如下步骤：在根据通过所述输入的步骤输入的所述车间距离检测到将与位于所述车辆的前方的所述其他车辆之间的所述车间距离判定为预先设定的距离以上的车道的情况下，对所述测量部发出指示，使其不进行针对其他车道的车间距离的测量。
20.根据权利要求18所述的车道选择方法，其特征在于，
在所述计算推荐度的步骤中，算出的不能测量与位于前方的所述其他车辆的所述车间距离的车道的推荐度比能够测量所述车间距离的其他车道的推荐度低。
21.根据权利要求20所述的车道选择方法，其特征在于，
在所述计算推荐度的步骤中，在通过所述测量车间距离的步骤测量出的车间距离为与在所述车辆行驶的自车道上在所述车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离、且无法测量出与在所述自车道以外的车道上在所述车辆的前方行驶的其他车辆之间的车间距离的情况下，对控制所述车辆的行驶的车辆控制装置发出指示，以使所述车辆在所述行驶车道内向在所述自车道以外的车道上行驶的所述其他车辆行驶的车道侧移动。
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